Способ сварки стыковых соединений

 

СПОСОБ СВАРКИ СТЫКОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ , при котором в процессе сварки осуществляют пластическое деформирование металла шва в зоне высоких температур деформирующим инструментом , отличающийся тем, что, с. целью:повьшения качества сварных соединений путем снижения сварочных деформаций, предварительно определяют распределение градиентов температур, деформирование осуществляют в направлении распределения градиентов температур с выдавливанием кристаллизующегося металла ле деформирования осуществляют пе;реплав выдавленного металла и повторное его деформирование. в хвостовую часть ванны, а пос

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l 9) (! 1) 4(5() В 23 К 28/00

Г

)

1;- 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Фиг. 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA

К ABTOPCHO5Nf СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3707289/25-27 (22) 06.03.84 (46) 23.03.85. Бюл.9 11 (72) М.Б. Жуков и Л.В. Карасева (53) 621.791.75(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

HI 1007880, кл. В 23 К 28/00, 1983.

2. Куркин С.А. и др. Улучшение механических свойств сварных соединений сплава АМ 6 путем пластического деформирователя в процессе дуговой сварки. — "Сварочное производство", 1980, У 3, с. 20-23 (прототип). (54)(57) СПОСОБ СВАРКИ СтЫКОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ, при котором в процессе сварки осуществляют пластическое деформирование металла шва в зоне вы- . соких температур деформирующим инструментом, отличающийся тем, что, с целью:.повышения качества сварных соединений путем снижения сварочных деформаций, предварительно определяют распределение градиентов температур, деформирование осуществляют в направлении распреде- . ления градиентов температур с выдавливанием кристаллизующегося металла шва в хвостовую часть ванны, а после деформирования осуществляют переплав выдавленного металла и повторное его деформирование.

1146166

Изобретение относится к области сварки де"алей, преимущественно тон-. костенных с минимальными сварочными деформациями, и может быть применено в различных отраслях,промышленности, Известен способ сварки стиховых соединений, по которому производят нагрев сварного шва вместе с подкладкой, а затем осуществляют пласти-!О ческую деформацию сварного шва, н процессе которой инструмент перемещают одновременно в продольном и поперечном направлениях (1) .

Однако температура. нагрева свар- f5 ного шва перед его деформированием значительно ниже температуры плавления металла при сварке, поэтому величина остаточной деформации, вызванная усадкой расплавленного метал- 20 ла значительно выше возможной величины деформирования сварного соединения при его . правке известным способом. Следовательно, значительная часть остаточной деформации остает- 25 ся, а значит качество сварных соединений недостаточно высокое.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному является способ 30 сварки стыковых соединений, по которому в процессе сварки металл шва, находящийся в пластическом состоянии, прокатывает вдоль шва и деформируют металл не только в продоль35 .ном, но и в поперечном направлении (2), Однако при деформации металла шва и в продольном и в поперечном направлениях не учитывают направленности поля напряжения, создаваемого соб-4

40 ственно сваркой„. т.е. поле напряжения, образующееся при прокатке не совпадает с полем напряжений от усадки шва. Поэтому известный способ недос аточно эффективно снижает сварочные деформации. Кроме того,по известному способу при прокатке сваренного за.кристаллизовавшегося металла частот закатываютсяпоры, несплошности.

Эти скрытые дефекты снижают проч- 50 ность сварных узлов, особенно при знакопеременных нагрузках, и снижают их качество.

Целью изобретения является повышение качества сварных соединений пу- 55 тем снижения сварочных деформаций.

Пос.тавленная цель достигается тем, что согласно способу сварки стыконых соединений, при котором в процессе сварки осуществляют пластическое деформирование металла шва н зоне высоких температур деформирующим инструментом, предварительно определяют распределение градиентон температур, деформирование осуществляют в направлении распределения градиентов температур. с выдавливанием кристаллизующегося металла шва в хвостовую часть ванны,. а после деформирования осуществляют переплав выдавленного металла и пов,торное его деформирование.

Наибольший эффект снижения остаточных напряжений и деформаций может быть достигнут лишь в результате взаимодействия внешних и внутренних сил тогда, когда линии их действия по направлению совпадут. В сварном соединении охлаждение металла шва происходит по градиентам температур, направленным перпендикулярно изотермам.

Следовательно, в этом направлении происходит кристаллизация, н этом направлении необходимо и деформировать металл шва, чтобы предотвратить усадку кристаллизующегося металла, а следовательно, и его коробление после сварки.

На фиг. 1 показано сварное соединение с изотермами в момент сварки; на фиг. 2 — соединение во время деформирования металла шва, вид сбоку.

Сущность способа заключается в следующем.

Детали 1 и 2 из любого металла сваривают дуговой сваркой. Предварительно на опь1тном однотипном соеди-! нении е помощью термопар в процессе сварки заменяют распределение темпе- . ратур, строят изотермы 3 и определяют направление градиентов 4 температур, являющихся перпендикулярами к изотермам. С помощью устройства (не показано), перемещающегося непосредственно за горелкой 5, кристаллизующиися металл шва 6 деформируют шариком 7 за сварочной ванной в направлении градиентов 4 температур.

Деформируя шариком 7 металл 6, находящийся в сверхпластичном состоянии, выдавливают его в хвостовую часть ванны 8. В хвостовой части ванны 8 металл жидкий, а за деформирующим шариком 7 — закристаллизованшийся, поэтому выдавливаемый металл

11461

Среднее значение

Прочность сварных соединений, r ci

У образца иэ ст. 1Х18Н10Т

=2,0 мм

Остаточная деформация, град.

Способ сварки угла де- прочности формирования

Предлагаемый

Практически 70 отсутствует

72,0

72 перемещают н сторону меньшего сопротивления, т.е. в хвостовую часть ванны 8. Деформирование шариком 7 осуществляют то слева направо, то справо налево, от одной границы шва к другой. Сварочному электроду 9 сообщают кроме поступательного еще и возвратное перемещение, например вращение по кругу или возвратно-поступательное. Деформирование прово- 1р дят, когда электрод 9 находится в передней части ванны 10. Когда же электрод 9 перемещают в заднюю часть ванны 8, то и производят переплав выдавленного металла 11, а шарик в это время находится на одной из границ шва. Затем электрод 9 перемещают в переднюю часть ванны 10, которая перемещается вперед по стыку деталей, а переплавленный металл 11 снова деформируют шариком 7 и вьщавливают следующий объем металла, и т.д.

Деформирование кристяллизующегося металла по направлению кристаллизации, т.е. по направлению градиентов д5 температур предотвращает образование усадки, следовательно, более эффективно предотвращает сварочную деформацию.

Большая эффективность ликвидации сварочных деформаций по предлагаемому способу объясняется тем, что направленность поля напряжений, создаваемого усадкой при кристаллизации, совпадает с направленностью поля на35 пряжений, создаваемого деформированием металла шва, а повышение прочности сварных соединений, выполнен- . ных предлагаемым способом, объясняет. ся более большей чистотой металла и отсутствием пористости и несплошностей после вторичного переплава.

Пример При сварке пластин размером 100х300 мм из нержавеющей стали толщиной 2,0 мм с помощью тер

1 монар определены положения изотерм

I и направления градиентов температур за хвостовой частью ванны. Сварку проводят на режиме: 3 = 95 А, 0 =

12 м/ч возвратно-поступательным перемещением электрода. Сразу эа горелкой {за сварочной ванной) кристал лизующийся металл деформируют шариком по направлению градиентов температур от одной границы шва к другой.

Деформирование осуществляют в момент, когда электрод находится в передней части ванны, в это время шариком выдавливают металл в хвостовую часть ванны. Электродом, перемещающимся в хвостовую часть ванны, переплавляют выдавленный металл, а шарик в это время находился на границе шва и -..сновного металла, и т.д.

По сравнению с известным способом однотипные пластины на тех же режимах сварены и прокатаны в пластнческом состоянии.

Результаты проведенных исследований приведены в таблице.

Из таблицы видно, что образць1, сваренные по предложенному способу, практически не имеют угловых деформаций, а прочность сварных соединений на 10Х выше, чем на образцах, выполненных известным способом. Угловые деформации образцов, выполненных известным способом, выше допустимых и подлежат исправлению. Следовательно, предлагаемый способ позволяет более эффективно снизить остаточную деформацию сварных соединений и повысить их прочность.

1j46166, Продолжение таблицй

Среднее значение

Снособ сварки

67,0

6,3

Известный

Составитель А. Гаврилов

Редактор П. Коссей ТехредС.Легеза Корректор В, Гирняк

Заказ 1269/12 Тираж 1086 Полписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Ф Образца иэ ст. 1Х18Н10Т

-,о

Остаточная деформация граде

Прочность сварных соединений, кгс/им угла деформирования

Способ сварки стыковых соединений Способ сварки стыковых соединений Способ сварки стыковых соединений Способ сварки стыковых соединений 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к сварке, в частности к способам уменьшения сварочного коробления при односторонней сварке, и может найти применение при изготовлении крупногабаритных толстостенных конструкций

Изобретение относится к сварке плавлением в среде защитных газов и может быть использовано при изготовлении сложных крупногабаритных листовых конструкций в машиностроительной, авиационной и космической промышленности

Изобретение относится к машиностроению и в частности к способам изготовления несущих деталей с опорными поверхностями

Изобретение относится к электродуговой сварке и резке, конкретно к устройствам для сварки и резки материалов

Изобретение относится к пайке, сварке, резке световым лучом металлов и неметаллов, применяемых для изготовления изделий, используемых в различных областях промышленности
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении подшипников качения

Изобретение относится к сварке, в частности к способам наплавки изделий, и может быть использовано при изготовлении наплавленного металлорежущего инструмента

Изобретение относится к области светолазерной обработки, в частности к устройству для сварки, пайки и резки световыми и лазерными лучами

Изобретение относится к лазерным технологиям, в частности установкам для лазерной обработки хрупких материалов, и может быть использовано для фигурного раскроя обычного стекла, ситалла, различных видов керамики и т.д
Наверх